[发明专利]一种光电集成器件

说明书

本发明涉及一种光电集成器件，包括n+掺杂Si衬底、第一和第二以及第三n+掺杂Ge层、第一和第二p+掺杂Si层、第一和第二保护层，各层由下至上层叠于n+掺杂Si衬底上；第一和第二隔离层设置于n+掺杂Si衬底上；覆盖层设置于第二n+掺杂Ge层上；第一SiN膜设置于第一隔离层、第二隔离层、覆盖层上和两侧及第二n+掺杂Ge层两侧；第二SiN膜设置于n+掺杂Si衬底上，第三n+掺杂Ge层、第二p+掺杂Si层和第二保护层两侧以及第二保护层上；第一电极和第二电极分别设置于第一保护层和第二SiN膜上。本发明通过使用Si基改性Ge材料，实现发光器件、波导以及探测器的同层制备，器件结构新颖、集成度高、工艺成本低。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种光电集成器件。

背景技术

集成光电子学是当今光电子学领域的发展前沿之一，它主要研究集成在一个平面上的光电子学器件和光电子系统的理论、技术与应用，是光电子学发展的必由之路和高级阶段。光电集成概念提出至今已有二十多年的历史。随着光通信、光信息处理、光计算、光显示等学科的发展，人们对具有体积小、重量轻、工作稳定可靠、低功耗、高速工作的光电子集成产生浓厚的兴趣，加之材料科学和先进制造技术的进展，使它在单一结构或单片n+掺杂Si衬底上集成光学、光/电和电子元件成为可能，并构成具有单一功能或多功能的光电子集成电路(OEIC,Optoelectronic Integrated Circuit)。随着半导体工艺水平的不断进步，集成规模与电路速度也翻倍增长，因此带来了一系列电互连，光互连问题。

但现有制备工艺制备形成的光学和电子器件间结构不易兼容，生产成本高且工艺周期较长。

因此，制备一种使光学器件和电子器件间结构易兼容的光电集成器件就显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种光电集成器件。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种光电集成器件，包括：

n+掺杂Si衬底；

第一n+掺杂Ge层、第一p+掺杂Si层、第一保护层，所述第一n+掺杂Ge层、所述第一p+掺杂Si层、所述第一保护层依次层叠设置于所述n+掺杂Si衬底上；

第二n+掺杂Ge层，设置于所述n+掺杂Si衬底上；

第三n+掺杂Ge层、第二p+掺杂Si层、第二保护层，所述第三n+掺杂Ge层、所述第二p+掺杂Si层、所述第二保护层依次层叠设置于所述n+掺杂Si衬底上；

第一隔离层和第二隔离层，均设置于所述n+掺杂Si衬底之上，其中，所述第一隔离层设置于所述第二n+掺杂Ge层与所述第一n+掺杂Ge层之间，所述第二隔离层设置于所述第二n+掺杂Ge层与所述第三n+掺杂Ge层之间；

覆盖层，设置于所述第二n+掺杂Ge层上；

第一SiN膜，设置于所述第一隔离层上及两侧、所述第二隔离层上及两侧、所述覆盖层上及两侧、所述第二n+掺杂Ge层两侧；

第二SiN膜，设置于所述衬底上、所述第三n+掺杂Ge层两侧、所述第二p+掺杂Si层两侧、所述第二保护层上以及两侧；

第一电极设置于所述第一保护层上及所述衬底上，第二电极设置于所述第二SiN膜上。

在本发明的一个实施例中，所述n+掺杂Si衬底的厚度为30nm-750nm。

在本发明的一个实施例中，所述第一n+掺杂Ge层与所述第三n+掺杂Ge层的厚度均为1μm，所述第二n+掺杂Ge层的厚度为160nm-200nm。